بررسی عددی ذوب شدن مواد تغییر فاز دهنده نانو درون محفظه‌ی مثلثی

در این مقاله به بررسی عددی رفتار ذوب مواد تغییر فاز دهنده در یک مبدل حرارتی دو لوله‌ای دوبعدی پرداخته شده است. فضای داخلی بین پوسته و لوله با استفاده ازانِایکوسین و ذرات مس به ترتیب به عنوان مواد تغییر فاز دهنده و نانوذرات پر شده است و آب به عنوان سیال گرم در لوله داخلی جریان دارد. برای بررسی اثر نانوذرات در سرعت انتقال حرارت، ذرات مختلفی از نانوذرات مس به مواد تغییر فاز دهنده پایه افزوده شده است. همچنین اثر آنتروپی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که نانوذرات باعث افزایش هدایت حرارتی مواد تغییر فاز دهنده نانو نسبت به مواد تغییر فاز دهنده معمولی می‌شود. زمان ذوب مواد تغییر فاز دهنده با افزایش دما از 40 به 45 و 55 درجه سانتی‌گراد باعث کاهش زمان ذوب تا 53 و 76 درصد می‌گردد. همچنین افزایش نانوذره با کسر حجمی 04 / 0 به مواد تغییر فاز دهنده در این سه دما باعث کاهش زمان ذوب تا 20 درصد می‌گردد. افزایش هدایت حرارتی موثر در کاهش تولید آنتروپی سیستم، بسیار بیشتر از کاهش گرمای ویژه و حرارت نهان نانو مواد تغییر فاز دهنده است.

Numerical Investigation of Melting Nano-Enhanced Phase Change Materials in Triangular Enclosure

This paper presents a numerical study of the melting of nanoenhanced phase change materials inside a triangular container using Neicosane and copper particles as base material and nanoparticle, respectively. Nanoparticles are used in the process of heat transfer and improve lubrication performance. To investigate the effect of nanoparticles on the heat transfer rate, various particles of copper nanoparticles have been added to the base phase change materials. The increase in the performance of the heat transfer of nanoparticles in the solid state was more than the liquid state in the laminar flow and the natural convection heat transfer. Also, the effect of entropy has been investigated. The simulation results show that the nanoparticles cause an increase in the thermal conductivity of nanoenhanced phase change materials compared to conventional phase change material. Increasing thermal conductivity by reducing the latent heat, increases the rate of melting of nanoparticles. The time of the melting of the phase change material has significantly decreased with increasing nanoparticles. Increasing the thermal conductivity effective in reducing the entropy production of the system is much more than the reduction of the specific heat and the heat of fusion of nanoenhanced phase change materials.